融入化學史的串聯(lián)式教學探究
——以“氯氣的性質”為例*

李思源，杜鵬程，趙麗娜

(吉林師范大學 化學學院，吉林 四平 136000)

化學史是人類在長期社會實踐中對大自然的化學知識的系統(tǒng)歷史的描述，我國著名化學家戴安邦先生指出：“只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的，全面的化學教育要求，既傳授化學知識與技能，又訓練科學方法和思維[1]，化學史教學是實行全面化學教育的重要途徑之一，可以保證在傳授知識的同時鍛煉學生的思維，豐富學生的內涵”。《普通高中化學課程標準(2017年版)》提出在課堂教學中 “結合人類探索物質及其變化的歷史與化學科學發(fā)展的趨勢，引導學生進一步學習化學的基本原理和方法”[2]。足以見得在教學中融入化學史符合教育發(fā)展的趨勢與要求，也是落實立德樹人要求的重要途徑之一。

串聯(lián)式教學指在教學中通過明確的線索將看似零散的知識連接在一起，起到歸納總結知識的作用，此方法在復習課中較為常見，但在化學史教學中也同樣適用。運用串聯(lián)式的方法可以將分散的化學史連接起來，使各個獨立的素材連接為一條教學的主線，以主線為軸開展教學，充分結合了化學史的邏輯，將化學史與課堂教學結合起來，真正地做到將化學史貫穿于整個課堂，使“教化學史”變?yōu)椤盎诨瘜W史的教”[3]。

1 研究意義

化學史作為自然科學發(fā)展史和人類文明發(fā)展史的組成部分，其中蘊涵了大量科學探究的過程及人文歷史背景[4]?；瘜W史是人類文明與智慧的結晶，是在滾滾的歷史長河中經過不斷沉淀積累下來的寶貴財富，化學史可以讓書本上死板枯燥的化學概念、化學原理等理論知識變得生動形象起來，在課堂上開展化學史教學也可以使無聊的課堂變得活躍，運用化學史進行教學可以為學生營造一種輕松愉快的課堂氛圍，使學生享受課堂，愛上化學。

1.1 有助于激發(fā)學生的學習興趣

興趣是最好的老師，要想學好一門課程，第一步就是要對這門課程產生興趣，有了興趣就有了探索的欲望，才能夠自主地去學習新知識并且能夠深入學習與探究，在遇到困難的時候也能持之以恒，不輕言放棄。而化學史教學就是激發(fā)學生興趣最佳的方法。比如英國化學家波義耳不慎把鹽酸滴到玫瑰花上，當用水去沖洗時發(fā)現滴上鹽酸的那部分花瓣奇跡般地變紅了，于是經過反復實驗，石蕊指示劑誕生了；凱庫勒在夢里夢到了白蛇在不停扭動旋轉，夢醒了之后立即奔去書房，按照白蛇的擺動位置畫出了苯的環(huán)狀結構。化學家們在研究中的趣味故事能夠極大的激發(fā)學生的興趣，引導學生自主地探究和鉆研。

1.2 有助于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)

化學史中折射了前人的科學思維、科學精神與科學態(tài)度，這與化學學科核心素養(yǎng)十分契合[5]。通過化學史的教學可以讓學生了解化學原理和化學概念形成的過程，讓學生體會到真理形成過程的艱難，深化學生對化學知識學習的感悟。而且化學史中有許多國內外偉大的化學家，他們對待研究嚴謹求實的科學態(tài)度、敢于質疑敢于創(chuàng)新的精神、不懈努力、吃苦耐勞的品質非常值得學生去學習，對于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)具有不可替代的作用。比如中國化學家侯德榜，他出身貧苦，但是在求學期間勤勉刻苦，畢業(yè)之后胸懷報國之情，毅然回國，經過不懈的鉆研和研究，最終創(chuàng)立了“侯氏聯(lián)合制堿法”；居里夫人在簡陋的環(huán)境下，不畏艱難、刻苦鉆研，終于成功將鐳提取出來。這些化學家的事跡對于培養(yǎng)學生的愛國情懷以及科學態(tài)度和科學責任具有重大的意義。

2 研究現狀

化學史融入教學對于化學教學具有非常積極的作用，但在實際教學中卻存在著許多問題，導致化學史沒有被普遍的應用于高中化學教學中。一方面課程標準和教材中提供的化學史素材比較簡單，數量也不多，使得教師在進行教學時沒有參考，而且提供的化學史素材過于分散，很難將知識串聯(lián)起來；另一方面，高中教師對于化學史知識的儲備太少，對化學史沒有更深入的挖掘，沒有充分發(fā)揮化學史的教育功能，而且由于高中課業(yè)負擔沉重，化學史也不是高考必考的知識，教師沒有時間或者不愿意花費時間去搜集化學史素材，也不愿意在課堂教學中應用化學史，種種原因導致化學史融入教學這種教學方式沒有被推廣和普遍使用。而針對于化學史素材過于分散的情況，實施串聯(lián)式教學就十分有必要了。

3 “氯氣的性質”教學設計

本節(jié)以“氯氣的性質”為例，將所涉及到的化學史素材串聯(lián)成歷史線貫穿于整個教學過程，化學史素材主要以資料卡片、視頻、課件等多種形式呈現，根據素材內容設計問題，學生討論回答。本節(jié)教學設計思路流程圖如1所示：

圖1 教學設計思路流程圖

3.1 教學分析

1)教材分析

本節(jié)選自人教版教材必修一第二章第二節(jié)，是繼鈉及其化合物之后又一典型元素化合物的學習，而且是學生在高中階段學習的第一種非金屬元素，在高中學習中占有非常重要的地位，為高中學習元素化合物的知識起到了鞏固和提高的作用。本節(jié)主要內容為氯氣的物理性質和化學性質，通過對氯的性質的分析與學習可以讓學生了解非金屬單質及其化合物的性質，同時引導學生形成科學的思維與正確的觀點。教材中所涉及的漂白液和漂白粉等物品與日常生活息息相關，可以引起學生的學習興趣，使學生認識到化學在生活中的重要作用，提升學生的化學學科核心素養(yǎng)。

2)學情分析

在學習本節(jié)內容之前，學生已經掌握了離子反應和氧化還原反應的相關知識，對于本節(jié)內容的學習起到了先導的作用，同時學生已經具備了基本的實驗操作能力，具有一定的收集信息、整理信息、歸納總結的能力。而且作為高一的學生，抽象思維已經形成，具有發(fā)散思維，能夠從多方面多角度去思考問題，并且具有一定的實踐能力，可以積極地參與討論和實驗，進行創(chuàng)新型的活動。

3.2 教學目標

1)通過實驗探究認識氯氣的主要性質，培養(yǎng)學生的科學思維，發(fā)展科學探究的核心素養(yǎng)。

2)通過結合生活實踐進行學習，可以建立化學知識與人類日常生活之間的聯(lián)系，使學生認識到化學在人類生產生活中的重要性。

3)通過學習有關氯氣的發(fā)現史，使學生認識到科學家們的研究精神，激發(fā)對科學的熱愛。

3.3 教學過程

1)新課導入

【教師活動】在1925年第一次世界大戰(zhàn)的比利時戰(zhàn)場上，德軍首次對法軍使用了化學武器，德軍向英法聯(lián)軍釋放了一種黃綠色的氣體，隨后英法聯(lián)軍的士兵就相繼倒下甚至還有士兵中毒身亡，最后德軍取得了戰(zhàn)爭的勝利，這就是著名的伊普爾戰(zhàn)爭。那么這種強大的氣體是什么呢？它又是如何被發(fā)現的呢？

活動意圖說明：創(chuàng)設問題情境，通過真實的故事進行導入，引起學生的學習興趣。

2)氯氣的物理性質

【展示資料卡片】舍勒發(fā)現氯氣如圖2所示。

圖2 資料卡片1

【補充】在舍勒之后，拉瓦錫提出了氧化學說，它認為一切酸中都含有氧，于是燃素說就這樣被推翻了。

【教師活動】引導學生從舍勒發(fā)現氯氣的故事中提取信息，總結氯氣的物理性質。

【學生活動】認真聆聽，了解“氯”這種元素的發(fā)現和命名歷程。

活動意圖說明：以資料卡片的形式讓學生通過自主閱讀了解舍勒發(fā)現氯氣的過程，使學生感受到科學家堅持不懈的精神和勇于探索的品質。

3)氯氣與水的反應

【展示資料卡片】貝托雷制備氯氣如圖3所示。

圖3 資料卡片2

【補充】貝托雷將氯氣的水溶液放在太陽下，發(fā)現居然分解了并且產生了鹽酸和氧氣。他認為這種氣體是鹽酸和氧氣之間連接松弛的化合物，于是把這種氣體叫做“氧化鹽酸”。

【教師活動】播放貝托雷制備氯氣的視頻，引導學生寫出氯氣與水反應的化學方程式。

【教師提問】貝托雷發(fā)現氯氣可以與水反應，它的生成物可以把紙張、花朵等進行永久性的漂白，這是為什么呢？

【學生猜想】氯氣與水反應得到的產物可能具有強氧化性，將紙張氧化了。

【教師講解】次氯酸具有強氧化性，可以破壞有機物中的發(fā)色基團，使其失去顏色；另外，次氯酸的強氧化性也可以用來殺菌消毒，它可以使細胞中的蛋白質變性，細胞失去活性，從而殺滅細菌和病毒，達到消毒的目的，很多自來水廠在水中通氯氣殺菌消毒就是這個原理。

活動意圖：通過貝托雷的故事，培養(yǎng)學生敢于質疑，不斷創(chuàng)新的科學態(tài)度，讓學生體會到化學在人類生產生活中的重要性。

4)氯氣與堿的反應

【展示資料卡片】臺耐特制漂白粉如圖4所示。

圖4 資料卡片3

【教師講述】貝托雷將氯氣通入草木灰中制得了液體漂白劑，在貝托雷研究的基礎上，英國化學家臺耐特在1789年將氯氣通入石灰乳中，制得了漂白粉，至今工業(yè)生產漂白粉都是采用這種方法。

【PPT展示】漂白粉演變的歷史過程

活動意圖說明：以臺耐特制備漂白粉的史料引出氯氣與堿的反應，引出常用漂白劑、消毒劑的制備方法，讓學生體會到化學科學對人類社會生活、生產的重要作用。

5)氯氣與金屬、非金屬單質的反應

【展示資料卡片】戴維命名氯氣如圖5所示。

圖5 資料卡片4

【補充】戴維是第一位確定氯氣是單質的化學家。

【教師提問】學生在上一節(jié)已經學習了鈉與氯氣的反應，通過類比，引導學生推斷出氯氣與其它金屬的反應。

【學生活動】在紙上寫出氯氣與銅、鐵反應的化學方程式。

【教師講述】接下來以氫氣為例學習氯氣與非金屬單質的反應。

【視頻演示實驗】氯氣與氫氣的反應。

【學生回答】總結實驗現象。即氫氣在氯氣中安靜燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，有白霧生成。

活動意圖說明：通過氯氣與金屬單質鈉、鐵、銅，非金屬單質氫氣的反應，掌握氯氣與單質反應情況。

6)課堂小結

【共同回顧】本節(jié)課所學的內容有哪些？

【學生回答】學習了氯氣的物理性質，氯氣與金屬單質、非金屬單質的反應，氯氣與水的反應以及氯氣與堿的反應。

【總結】氯氣從被發(fā)現到廣泛應用時隔近四十年的時間，是很多科學家經過嚴謹求實的態(tài)度、勇于質疑勇于創(chuàng)新的精神不斷探索、不斷探究所創(chuàng)造的結果，希望大家通過這節(jié)課的學習能夠吸取化學家身上的這種優(yōu)秀的精神。

3.4 教學評價

本節(jié)課將分散的化學史按時間線連接起來，將理論知識穿插在其中，層層遞進，使學生能夠沿著化學家的足跡探索知識，在興趣中掌握知識，并且可以引導學生自發(fā)地分析討論，培養(yǎng)學生獨立思考的能力，同時還能感受化學家們優(yōu)秀的品質，既能培養(yǎng)學生的知識技能，又能培養(yǎng)學生的情感態(tài)度與價值觀，相比于傳統(tǒng)教師的那種按部就班的教學方法來說，這種教學方法更容易引起學生的學習興趣，使學生在了解化學史的基礎上掌握本節(jié)課的知識點，學會構建非金屬化合物的研究思路和方法。但在本節(jié)課的教學設計中沒有設置學生親自體驗化學實驗的環(huán)節(jié)，只是簡單的用多媒體播放視頻，應該讓學生多動手多實驗，使知識與技能達到更好的融合。

4 結語

化學史是前人智慧與經驗的結晶，不僅能提升學生的智慧，使學生了解化學學科發(fā)展的歷史、化學理論形成的歷程、化學家探索真理的艱辛過程，還能夠在教學中加深學生對化學知識的理解和認知，激起學生對化學學習的興趣，培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度，而將化學史教學與串聯(lián)式教學結合更加符合學生的學習特點和思維邏輯，使學生對于課程學習的思路更加清晰，但化學史教學的任務任重而道遠，需要教師不斷積累知識，將化學史中所蘊涵的深刻道理潛移默化的滲透到高中化學教學中。